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研究生: 賴平福
Lai, Ping-Fu
論文名稱: 人工濕地處理鄉村地區汙水之功能研討-以關山人工濕地為例
Performance Evaluation of Constructed Wetland System Treating Countryside Sewage
指導教授: 王裕民
Wang, Yu-Min
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程系所
Department of Civil Engineering
畢業學年度: 110
語文別: 中文
論文頁數: 130
中文關鍵詞: 人工濕地鄉村地區污水效益評估去除速率常數
外文關鍵詞: constructed wetlands, countryside, sewage, performance evaluation, pollutant removal rate constant
DOI URL: http://doi.org/10.6346/NPUST202200004
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  • 本文以關山人工濕地系統為研究對象,探討人工濕地處理鄉村地區污水之處理效益,提供未來人工濕地功能設計與操作之參考。關山人工濕地系統位於台東縣關山鎮境內,占地6.4公頃,處理水域面積約2.37公頃,處理單元包含截流設施、曝氣氧化塘、密植濕地、開放水域濕地、表面下流動式濕地、草溝、生態池等7個處理單元,設計處理污水量為5000 CMD。數據採用2008年8月至2015年11月期間,共計57筆資料,實際每日進流污水量為1058~4662 CMD,平均水力負荷(HLR)為0.11±0.03 m3/m2/day,平均水力停留時間(HRT)為7.91±2.52 day。水質數據顯示關山人工濕地系統有效去除污水中主要污染物,包括懸浮固體物(SS)去除效率63.19%、生化需氧量(BOD5)去除效率56.98%、總氮(TN)去除效率62.88%、氨氮去除效率81.55%、總磷去除效率66.31%。與文獻之HLR及HRT相比(HLR = 0.92 to 0.01 m3/m2/day,HRT = 0.5 to 29.4 day),關山人工濕地系統具有較低之處理效益,因此建議可藉由提高處理流量,以最大化研究區處理鄉村地區污水之能力。

    The aim of this study is to evaluate the sewage water treatment performance in the countryside based on a 6.4 ha (water surface area is 2.37 ha) constructed wetland system in Guanshan Township, Taitung County, Taiwan. The designed sewage processing quantity is 5000 CMD. The operating system consisted of an inflow structure, an aerated lagoon, a surface flow wetland with dense macrophyte, a surface flow wetland with open surface area, a subsurface flow wetland, a grass ditch, and an ecological pond. Totally 57 monthly sewage processing data, including influent flow rate, average hydraulic loading rate (HLR), average hydraulic retention time (HRT), suspended solids (SS), biochemical oxygen demand (BOD5), ammonium nitrogen (NH4-N) removal, total nitrogen (TN) removal, and total phosphorous (TP) removal were collected from Aug. 2008 to Nov. 2015. The results show that the influent flow ranged from 1058 to 4662 CMD, leading to an average HLR of 0.11± 0.03 m3/m2/day and HRT of 7.91 ± 2.52. The removal rate of sewage of SS, BOD5, NH4-N, TN and TP is 63.19%, 56.98%, 62.88%, 81.55%, and 66.31%, respectively, which showed a notable sewage processing ability in the study area. Although, the HLR and HRT in this study showed relative lower values compared with previous studies (HLR = 0.92 to 0.01 m3/m2/day, HRT = 0.5 to 29.4 day), however, they are possibly improved by increasing influent flow rate if needed, in order to maximize the countryside sewage processing ability in Guanshan Wetland Park.

    目錄
    摘要 I
    Abstract II
    謝誌 III
    目錄 IV
    圖目錄 VII
    表目錄 XII
    符號說明 XIII
    壹、前言 1
    一、研究動機 1
    二、研究方向與目的 3
    貳、文獻回顧 4
    一、濕地 4
    (一) 濕地定義 4
    (二) 濕地類型 5
    (三) 濕地的水質淨化機制 10
    (四) 國內重要濕地 16
    二、汙水 21
    (一) 污水來源 21
    (二) 污水特性 22
    參、材料與方法 30
    一、 研究場址 30
    (一) 地理位置 30
    (二) A系統各處理單元介紹 32
    二、資料收集 43
    (一) 資料來源 43
    (二) 採樣地點與頻率 43
    (三) 水質採樣方法 43
    (四) 樣品分析 43
    三、效益評估 44
    (一) 水力負荷、水力停留時間及污染物負荷速率 44
    (二) 去除效率、單位面積去除速率 45
    (三) 去除速率常數 46
    (四) 溫度變化對去除速率常數的影響 47
    肆、結果與討論 48
    一、水質討論與污染物去除率 48
    (一) 流量 48
    (二) 水溫 49
    (三) 氫離子濃度 51
    (四) 溶氧 53
    (五) 懸浮固體 55
    (六) 生化需氧量 58
    (七) 總氮 60
    (八) 氨氮 62
    (九) 總磷 65
    二、各污染物與水力負荷之關係 68
    (一) 懸浮固體與水力負荷之關係 69
    (二) 生化需氧量與水力負荷之關係 71
    (三) 總氮與水力負荷之關係 73
    (四) 氨氮與水力負荷之關係 75
    (五) 總磷與水力負荷之關係 77
    三、各污染物濃度與水力停留時間之關係 79
    (一) 懸浮固體與水力停留時間之關係 80
    (二) 生化需氧量與水力停留時間之關係 82
    (三) 總氮與水力停留時間之關係 84
    (四) 氨氮與水力停留時間之關係 86
    (五) 總磷與水力停留時間之關係 88

    四、各污染物與污染物負荷速率之關係 90
    (一) 懸浮固體-與污染物負荷之關係 90
    (二) 生化需氧量與污染物負荷之關係 92
    (三) 總氮與污染物負荷之關係 94
    (四) 氨氮與污染物負荷之關係 96
    (五) 總磷與污染物負荷之關係 98
    五、去除速率常數 kv 100
    (一) 懸浮固體之去除速率常數 100
    (二) 生化需氧量之去除速率常數 102
    (三) 總氮之去除速率常數 105
    (四) 氨氮之去除速率常數 107
    (五) 總磷之去除速率常數 110
    六、污染物去除速率常數 kv 與溫度之關係 112
    (一) 懸浮固體去除速率常數與溫度之關係 112
    (二) 生化需氧量去除速率常數與溫度之關係 113
    (三) 總氮去除速率常數與溫度之關係 113
    (四) 氨氮去除速率常數與溫度之關係 114
    (五) 總磷去除速率常數與溫度之關係 115
    七、與文獻比較 116
    (一) 懸浮固體與文獻比較 120
    (二) 生化需氧量與文獻比較 121
    (三) 氨氮與文獻比較 123
    (四) 總磷與文獻比較 124
    伍、結論與建議 126
    (一) 結論 126
    (二) 建議 127
    陸、參考文獻 130

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